Eficiência de utilização de zinco e sua relação com nitrogênio na biofortificação do trigo

Abstract

Resumo: A biofortificação, aumento dos teores de micronutrientes nos grãos de trigo, pode ser uma boa estratégia para o combate a deficiência de zinco (Zn) em humanos. Atualmente no Brasil, os esforços para o aumento do teor de Zn nos grãos têm sido voltados principalmente ao melhoramento genético convencional, todavia, estudos recentes têm mostrado que a prática da adubação com Zn, às particularidades fisiológicas e nutricionais dos genótipos, contribui para o aumento da concentração de Zn nos grãos. Para melhor entender atuação desses processos na qualidade nutricional dos grãos, o estudo objetivou conhecer os genótipos mais eficientes e responsivos ao Zn, a forma de aplicação de Zn de maior influência no aumento da concentração de Zn nos grãos, bem como, a relação da eficiência de utilização de Zn e o metabolismo de N. Para isso, foram realizados experimentos e divididos em três capítulos com os respectivos objetivos: Capitulo 1: identificar e selecionar genótipos de trigo com potencial para biofortificação com Zn; Capitulo 2: avaliar os efeitos das formas de aplicação de Zn na concentração de micronutrientes nos tecidos vegetais de genótipos de trigo com contrastantes potencial para biofortificação com Zn e Capitulo 3: avaliar os efeitos do fornecimento de N na absorção, translocação e acumulação de Zn em tecidos vegetais de genótipos de trigo com potencial contrastante para biofortificação de Zn no grão. Diversidade genética foi encontrada entre os genótipos de trigo para produtividade e concentração de nutrientes no grão, bem como responderam distintamente para aplicações de micronutrientes. A exploração de recursos genéticos tanto para produtividade quanto para a concentração de micronutrientes em partes comestíveis das culturas pode possibilitar a criação de materiais genéticos mais produtivos e naturalmente ricos em nutrientes. A eficiência agronômica de uso de Zn (?) pode ser usada para identificar genótipos de trigo com potencial de biofortificação. Os genótipos classificados como eficientes e responsivos (ER): CD 154, IPR 11, IPR 118 e BRS Parrudo podem ser considerados para futuros estudos de biofortificação. Para aplicação de Zn, a ordem de concentração de Zn no grão foi Zn-S+F ? Zn-F > Zn-S > Fe-F = controle, portanto sendo as aplicações Zn-S+F e Zn-F as melhores quando o objetivo é aumentar as concentrações de Zn no grão. A aplicação de Zn, também aumentou a concentração de N e Fe. A aplicação de N associado ao bom status de Zn na planta promoveu melhoras na absorção, translocação e acumulação do Zn dentro das plantas trigo. Permitindo concluir que os genótipos de trigo responderam positivamente a adubação de N e que administração do estado nutricional de N é uma rota promissora para biofortificação de micronutrientes em grãos de cereais. Contudo, é possível selecionar e melhorar genótipos para alta capacidade de concentrar Zn, N e Fe sem reduzir o niveis de produtividade, bem como utilizar manejos, tais como: adubação com Zn e N para potencializar o efeito da biofortificaçãodas das culturas comestiveis em geral, em especial os cereais. Palavras-chave: Saúde humana. Desnutrição. Melhoramento de plantas. Ferro. Triticum aestivum L.

Abstract: Biofortification, increased micronutrient content in wheat grains, can be a good strategy to combat zinc deficiency (Zn) in humans. Currently in Brazil, efforts to increase Zn content in grains have been focused mainly on conventional genetic improvement, however, recent studies have shown that the practice of Zn fertilization, physiological and nutritional peculiarities of the genotypes, contributes to the increase of the grain Zn concentration. In order to better understand the performance of these processes in the nutritional quality of the grains, the study aimed to know the most efficient and responsive Zn genotypes, Zn application form to increase grain Zn concentration, as well as the efficiency ratio of Zn utilization and the metabolism of N. For this, experiments were carried out and divided into three chapters with the respective objectives: Chapter 1: identify and select genotypes of wheat with potential for biofortification with Zn; Chapter 2: evaluating the effects of Zn application forms on the concentration of micronutrients in plant tissues of wheat genotypes with potential contrast for Zn biofortification and Chapter 3: evaluating the effects of N supply on Zn uptake, translocation and accumulation in plant tissues of wheat genotypes with contrasting potential for biofortification of Zn in the grain. Genetic diversity was found among wheat genotypes for yield and nutrient concentration in the grain, as well as distinctly responding to micronutrient applications. Exploitation of genetic resources for both productivity and the concentration of micronutrients in edible parts of crops can enable the creation of more productive and naturally rich nutrient-rich genetic materials. The agronomic efficiency of Zn (?) can be used to identify wheat genotypes with biofortification potential. The genotypes classified as efficient and responsive (ER): CD 154, IPR 11, IPR 118 and BRS Parrudo can be considered for future biofortification studies. For Zn application, the order of grain Zn concentration was Zn-S + F ? Zn-F> Zn-S> Fe-F = control, therefore the Zn-S + F and Zn-F applications are best when the objective is to increase the grain Zn concentrations. Zn application also increased the grain N e Fe concentration. Application of N associated with good Zn status in the plant promoted improvements in Zn uptake, translocation and accumulation within wheat plants. It is possible to conclude that wheat genotypes were positively responsible for N fertilization and that N nutritional status administration is a promising route for the biofortification of micronutrients in cereal grains. However, it is possible to select and improve genotypes for high capacity to concentrate Zn, N and Fe without reducing yield levels, as well as to use managements such as fertilization with Zn and N to potentiate the biofortification effect of edible crops in general, in particular of cereals. Keywords: Human health. Malnutrition. Plant breeding. Iron. Triticum aestivum L.